ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБРАЗНОГО МЫШЛЕНИЯ

PHYSIOLOGICAL AND PSYCHOLOGICAL FOUNDATIONS OF VISUAL THINKING

Ekaterina Kashtanova

postgraduate student at the Institute of Physics, Technology, and Informational Systems, Moscow State Pedagogical University,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

Целью статьи является обоснование организации и внедрения в учебно-воспитательный процесс методики развития наглядно-образного мышления учеников на основе правильного понимания психофизиологии мыслительной деятельности человека. Проведен анализ современных исследований в области нейрофизиологии и психологии мышления. Образное мышление составляет один из необходимых этапов развития абстрактно-теоретического мышления и условием качественного усвоения знаний, умений и навыков в процессе обучения. Установлено, что нейрофизиология не имеет четких доказательств существования фенотипических различий в силе лево-доминантных или право-доминантных сетей. Не существует и однозначной связи образной формы мышления с возрастом – образное мышление формирует идеальный план мыслительной деятельности и у взрослого человека. Мышление органически связано с деятельностью. Развитие образного мышления школьников должно быть включено в учебный процесс, направленный на развитие универсальных учебных действий.

ABSTRACT

The article substantiates the organization and implementation of the methodology of the development of figurative thinking in the educational process on the basis of a correct understanding of the psychology and physiology of human mental activity We conducted an analysis of modern research on neurophysiology and psychology of thinking. Visual thinking is a stage in the development of abstract theoretical thinking and a condition for the qualitative assimilation of knowledge and skills in the learning process. There is no clear evidence for the existence of phenotypic differences in the strength of left-dominant or right-dominant networks. There is no connection between imaginative thinking and age. Visual thinking forms the ideal plan of mental activity in an adult. Thinking is associated with activity. The development of figurative thinking of schoolchildren should be included in the educational process of the development of universal educational actions.

Ключевые слова: мышление; функция; образ; визуализация; деятельность.

Keywords: thinking; function; form; visualization; activity.

Мышление является предметом изучения нейрофизиологии, психологии, философии, социологии, логики, информатики и других наук. Каждая из них исследует определенные аспекты этого сложного и многогранного процесса. По определению философа Скворцова Д. Е. «образное мышление – это активный процесс синтеза понятий и образов, обусловленный связью абстрактного мышления и ментальной репрезентации чувственного опыта в сознании человека и вытекающей из этого необходимостью опоры на метафорический способ объективации результатов познания» [15, с.8].

Как и всякий психический процесс, мышление является функцией мозга. Организация и внедрение в учебно-воспитательный процесс методики развития наглядно-образного мышления учеников невозможны, прежде всего, без правильного понимания психофизиологии мыслительной деятельности человека.

Изучением мышления и мыслительных процессов человека занимались ученые-представители таких крупных научных направлений, как психология (Ж. Пиаже, С. Л. Рубинштейн, А. Р. Лурия [9], А. Н. Леонтьев и др.) и физиология (И. М. Сеченов, И. П. Павлов [11], В. М. Бехтерев и др). И. М. Сеченов впервые привел убедительные доказательства рефлекторной природы психической деятельности, указывая, что ни одно впечатление, ни одна мысль не возникают сами по себе, а под действием физиологического раздражителя [13]. Создатель науки о высшей нервной деятельности И. П. Павлов пришел к выводу, что высшая нервная (психическая) деятельность мозга заключается в образовании нервными клетками новых связей между раздражителями и реакциями, то есть в образовании условных рефлексов. Павлов утверждал, что мышление человека – это ассоциации, сперва элементарные, стоящие в связи с внешними предметами, а потом цепи ассоциаций [11].

Для исследования головного мозга необходимы сложные методы исследования. Длительное время основным методом была электроэнцефалография (ЭЭГ) – регистрация с помощью электроэнцефалографа колебаний электрических потенциалов мозга. Но, как оказалось, по электрическим показателям не всегда можно с уверенностью судить даже об основных центральных нервных процессах Тем более – о мыслительной деятельности.

Успехи современной нейрофизиологии в исследовании человеческого мозга связаны, прежде всего, с открытиями в области физики – появлением технологии получения томографических (послойных) медицинских изображений для исследования внутренних органов и тканей с использованием явления ядерного магнитного резонанса (МРТ) и других технологий сканирования мозга. Применение магнитно-резонансных томографов (МРТ), способных отслеживать изменения в работе мозга, привело к революции в нейробиологических исследованиях.

Изучение мозга крайне сложная задача, если учесть, что в мозге человека 86 миллиардов нейронов. Ситуацию в зрительной коре упрощает то, что основные клеточные типы расположены отдельно друг от друга, в виде хорошо организованных и повторяющихся единиц. Эта повторяющаяся структура нервной ткани тесно переплетена с ретинотопической картой зрительной коры. Таким образом, соседние точки сетчатки проецируются на соседние точки поверхности зрительной коры. Зрительная кора организована таким образом, чтобы для каждого мельчайшего сегмента зрительного поля находился набор нейронов для анализа информации и передачи [10, с.444].

Процесс мышления человека – это сложный вид мозговой деятельности в процессе приспособления к новым условиям и решения новых жизненных задач. Сложность исследования процесса мышления в том, что он не локализован в конкретном участке мозга. «МРТ-изображения опровергли представление о том, что мышление сосредоточено в едином центре. Напротив, можно видеть, что в процессе мышления электрическая энергия циркулирует по различным частям мозга» [6, с.27]. Это полностью подтверждает представление Павлова об отсутствии точных границ центральных отделов анализаторов в коре головного мозга, и что пределы анализаторов гораздо больше, и они не так резко разграничены друг от друга.

Современные методы исследования (МРТ, компьютерная томография) подтвердили теорию динамической локализации психических процессов А. Р. Лурии, согласно которой «высшие психические функции как сложные функциональные системы не могут быть локализованы в узких зонах мозговой коры или в изолированных клеточных группах, а должны охватывать сложные системы совместно работающих зон, каждая из которых вносит свой вклад в осуществление сложных психических процессов и которые могут располагаться в совершенно различных, иногда далеко отстоящих друг от друга участках мозга» [9, с.76].

Методом функциональной магнитно-резонансной томографии в различных исследованиях уже приблизительно определён основной набор структур, участвующих в процессах образного мышления. Нейробиологам (A. Schlegel, P. J. Kohler, S. V. Fogelson, P. Alexander) удалось выяснить, какие именно участки коры головного мозга активируются при решении задач, требующих активного участия воображения. Результаты исследования с применением МРТ свидетельствуют о том, что мозг при операциях над воображаемыми объектами задействует те же участки, которые связаны с восприятием реальных визуальных стимулов [2]. При операциях над воображаемыми объектами обнаруживается активность мозга сразу в нескольких зонах, распределенных по затылочной (зрительная кора), теменной (ассоциативные центры) и лобной (высшие когнитивные функции) долям коры.

Функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), основанную на парамагнитных свойствах оксигенированого и дезоксигенированого гемоглобина, можно использовать даже для распознавания мыслей. В эксперименте, проведенном Kerri Smith с точностью 72 % – 90 % удалось установить, на какой набор картинок смотрит испытуемый [4]. Аналогичный подход разрабатывается доктором Джеком Галлантом из Калифорнийского университета, когда вокселы трехмерного МРТ-снимка мозга используются для реконструкции при помощи сложной формулы реального изображения, увиденного глазом. Каждый воксел представляет собой энергию в конкретной точке, а его цвет соответствует интенсивности сигнала и, соответственно, кровотока в определенном участке головного мозга [6, с.60].

С. А. Козловским выдвинута теория, что «образ памяти формируется теми же нейронами, которые обеспечивают образ восприятия, а именно нейронами зрительной коры. Роль префронтальной коры в процессе зрительной рабочей памяти заключается в том, что она, влияя на зрительную кору, помогает отличить образ восприятия от образа памяти. Причём поле 9 префронтальной коры важно для удержания в рабочей памяти визуальной, а поле 10 – пространственной информации» [7, с.6-7].

Таким образом, в развитии наглядно-образного мышления первичным является зрительное восприятие объектов. Развитие нейронных сетей, ответственных за образное мышление, подразумевает дальнейшее «извлечение» зрительной информации, ее воображение.

Функциональное предназначение и функциональная компетентность полушарий мозга имеет прямое отношение к проблеме мозговой организации высших психических функций и их локализацией в головном мозге. Эта проблема составляет содержание одного из важных разделов нейробиологии – межполушарной асимметрии мозга. Данные о функциональной специализации полушарий головного мозга позволили Д. Богену и П. Фогелю соотнести концепцию И. П. Павлова о двух сигнальных системах с особенностями работы полушарий и «распределением» ролей, которое существует в их совместной деятельности. По результатам наблюдений за поведением больных, перенесших комиссуротомию (операцию расщепления мозга), Боген и Фогель сделали вывод о том, что левое полушарие функционально связано с использованием вербальных символов, логикой и анализом, а правое – с перцепцией зрительных, пространственных и кинестетических стимулов, а также с восприятием музыки [5, с.70]. Е. Д. Хомская отмечает, что «большинство исследователей убеждены в существовании морфологической основы функциональной асимметрии мозга, которая является структурным основанием функциональных различий» [17, с. 81].

Однако следует различать межполушарную асимметрию и функциональную специализацию полушарий. Под функциональной специализацией полушарий понимается предпочтение каждым из них обработки информации определённого вида. Межполушарная асимметрия рассматривается как временное доминирование активности структур одного полушария, связанное с типом предъявляемых задач. В настоящее время проблема межполушарной асимметрии мозга по отношению к высшим психическим функциям изучается как проблема функциональной специфичности полушарий. Главной задачей исследователей является определение того вклада, который вносит каждое полушарие в реализацию той или иной психической функции [5, с. 63-64].

Межполушарная асимметрия – это фундаментальная закономерность организации мозга, которая проявляется не только в морфологии, но и в межполушарной асимметрии психических процессов. Однако следует избегать упрощенных утверждений о том, что левое полушарие отвечает за «логику», а правое за «творчество». Такое жесткое разделение не подтверждается исследованиями. Данные нейровизуализации, полученные J. Nielsen, B. Zielinski не предоставили четких доказательств того, что существуют фенотипические различия в силе лево-доминантных или право-доминантных сетей – оба полушария участвуют и в логическом и в творческом мышлении [1]. Латерализация мозговых связей является локальным, а не глобальным свойством нейронных сетей головного мозга.

Вместе с этим всё ещё не выясненными остаются вопросы соотношения ведущей руки и ведущего речевого полушария, связи межполушарной асимметрии с эмоциональной сферой и такими психическими познавательными процессами, как память и воображение. Согласно многочисленным литературным данным, левому полушарию принадлежит ведущая роль в решении вербальных задач, обеспечении осознаваемой психомоторной деятельности и памяти, в то время как правое полушарие доминирует в решении пространственных заданий, восприятии мира и себя в этом мире, запоминании событий в виде чувственных образов. «Правая сторона более изобретательна и интуитивна и склонна работать холистически, собирая кусочки информационной головоломки в единое целое» [6, с.114]. Известно также, что «функции, связанные с работой правого полушария мозга, формируются раньше, а связанные с работой левого – позже» [5, с. 70].

Несмотря на значительные успехи, открытия нейрофизиологии пока невозможно применить в практике обучения.

Мышление – сложный процесс, поэтому изучение его различных сторон привело к созданию различных подходов к классификации мышления в психологии. Кроме основной классификации, применительно к процессу обучения (наглядно-действенное, наглядно-образное, словесно-логическое, или понятийное), по форме различают: наглядно-образное, наглядно-действенное, словесно-логическое; по характеру решаемых задач: теоретическое, практическое; по степени обоснованности: аналитическое, интуитивное; по степени новизны различают репродуктивное (воспроизводящее) и продуктивное (творческое).

В процессе развития мышления предшествующие виды не отбрасываются, а «наслаиваются» друг на друга, образуя сложную систему.

Логическое (словесно-логическое, понятийное) мышление возникает на более поздних этапах психического развития человека. Хотя наглядно-действенное и наглядно-образное мышления является допонятийным видом мышления, многие ученые-психологи утверждают, что все три вида мышления работают у взрослого человека и успешно применяются для решения разнообразных задач.

В психологии достаточно широко распространено мнение, что формы детского мышления (наглядно-действенное, наглядно-образное, словесно-логическое) не являются возрастными стадиями его развития. Естественно, наглядно-действенное мышление проявляется раньше, чем наглядно-образное, но однозначной связи этих форм с возрастом не существует. Действия с наглядными моделями в процессе игры, рисования, конструирования являются очень важными в детском возрасте. Они формируют идеальный план мыслительной деятельности.

П. Г. Лубочников разработал модель образно-логического мышления как этапа отражения и преобразования окружающего мира. На уровне чувственного познания мира в рамках сенсорно – перцептивного этапа его отражения и преобразования ощущение, восприятие, представление являются основой формирования базовой операциональной единицы высших психических функций, а именно чувственного образа. На следующем (конкретном) этапе ведущим когнитивным процессом выступает представление, связанное с мыслительной операцией, обозначаемой в психологии и логике как абстрагирование. Когда процесс формирования чувственных образов (образов первого порядка) в основном закончен, происходит акцентирование внимания на существенных признаках этого образа. Таким образом, мы переходим от сформированных чувственных образов первого порядка к понятиям, выражаемым в четких логических конструкциях.

Благодаря процессу представления возможен переход от чувственного уровня познания к логическому. Постепенно складывается словесно-логическое или понятийное мышление. Имажинативная деятельность теряет, как правило, свои креативные качества, в ней приобретают особое значение такие имажинативные действия как схематизация и типизация. Образы теряют свою полноту и заменяются знаками, которые большей частью являются «визитными карточками» того или иного понятия и обозначаются как образы второго порядка [8, с.11-12].

И. С. Якиманская считает, что «существуют устойчивые индивидуальные структуры мышления, определяющие своеобразный «профиль» ученика («математика», «биолога», «художника» и т.д.), его учебные интересы, склонности, намерения, жизненные планы. Дальнейшие исследования в этом направлении могли бы способствовать подлинной демократизации, индивидуализации и дифференциации обучения в целях развития творческой личности каждого ученика» [18, с. 214].

А. Л. Сиротюк отмечает, что левополушарные формально-логические компоненты познавательных процессов так организуют любой знаковый материал, что создается строго упорядоченный и однозначно понимаемый контекст. Элементами однозначного контекста могут быть не только слова, но и другие символы, знаки и даже образы. Роль правополушарной стратегии познания, проявляющейся в способности улавливать множество связей и вариантов в многозначном контексте, делает ее важнейшим участником творческого процесса [14, с.25]. «Правополушарность» является лишь задатками способностей, проявление же самих способностей зависит прежде всего от конкретной направленности процесса обучения и развития людей с раннего детства, так как способность к созданию многозначного контекста — только самый общий, неспецифический исходный потенциал творческих способностей, которые могут проявиться самостоятельно, или не проявиться вовсе, или проявиться в преклонном возрасте, или использоваться в асоциальной деятельности» [14, с.30].

По мнению Д. А. Подкопаева, в традиционном обучении наблюдается недооценка значимости развития правополушарного мышления и имеет место так называемый «левополушарный крен» – апелляция в основном к левому полушарию, ориентация на развитие абстрактно-понятийного, словесно-логического мышления, на усвоение знаний за счет осознанных, произвольных форм поведения. В результате целостные образы у учащихся не формируются, материал воспринимается медленно, принудительно, тяжело, плохо запоминается и усваивается. В этом Д. А. Подкопаев видит одну из причин его непрочности – квазиусвоения и слабых остаточных знаний. Эта проблема побудила его к разработке методики, обеспечивающей формирование понятийно-образного мышления при синхронном взаимодополняющем воздействии на оба полушария [12].

Проблема поиска путей повышения эффективности развития образного мышления учеников была актуальной всегда. Ведь одним из условий всестороннего развития личности является способностью мыслить образами, оперировать образами. Именно образное мышление обеспечивает формирование обобщающих динамических представлений об окружающем мире, составляет существенную особенность внутреннего мира человека и характеризует его индивидуальность.

Школьная программа построена таким образом, что словесно-логическое мышление получает преимущественное развитие. С первых же лет в школе дети много работают с наглядными образцами, но в следующих классах объем такого рода занятий сокращается. Образное начало все меньше оказывается необходимым в учебной деятельности, во всяком случае, при освоении основных школьных дисциплин.

Доказано, что эффективное развитие образного мышления осуществляется в процессе применения научно-педагогической системы методов и приемов создания образных представлений, применением теории поэтапного формирования умственных действий (П. Я. Гальперин), комбинированием художественных, геометрических и знаково-символических образов, опорой на зону ближайшего развития школьников с учетом индивидуальных особенностей их образного мышления, соответствующей подготовкой учителей.

Ключевым в объяснении природы человеческого интеллекта М. А. Холодная рассматривает ментальную репрезентацию – особую форму организации ментального опыта в виде индивидуального умозрения (того, как человек мысленно видит в данный конкретный момент времени конкретное событие). Согласно гипотезе «двойного кодирования» А. Пайвио, существуют две системы репрезентации внешнего воздействия: вербальная (через словесное обозначение) и образная (через наглядное впечатление). Будучи автономными и независимыми, эти две системы, тем не менее, могут взаимодействовать одна с другой. Форма ментальной репрезентации может быть предельно индивидуализирована (это может быть «картинка», пространственная схема, комбинация чувственно-эмоциональных впечатлений, простое словесно-логическое описание, иерархическая категориальная интерпретация и т.д.), но чем больше проявляется активность субъекта в плане конструирования умственного образа, тем в большей мере в этом образе воспроизводятся объективные аспекты происходящего [16, с.99-101].

Американский психолог Линда Силверман утверждает, что 30 % учеников 10-12 лет используют преимущественно образное мышление 23 % – словесно-логическое, 45 % – используют оба вида мышления, задействуют правое и левое полушария головного мозга [3]. Модель visual-spatial learner (зрительно-пространственного ученика) Л. Сильверман основана на новейших открытиях в исследовании мозга о различных функциях полушарий. Левое полушарие является последовательным, аналитическим и ориентированным во времени. Правое полушарие воспринимает целое, синтезирует и воспринимает движение в пространстве. У нас только два полушария, и мы отлично справляемся с обучением лишь одного из них. Такова основная идея Силверман, которая приобретает все больше сторонников в последнее время.

Дети с образным типом мышления владеют поистине богатым воображением. Они формируют сильные, яркие ментальные картины, которые часто находятся в движении. Они создают свои собственные фильмы, когда они читают и слушают. Эти ментальные «фильмы» могут состоять из голоса за кадром, крупного плана, разделенных экранов и панорам. Они могут использовать все, что они когда-либо видели в кино или по телевизору, например, масштабирование, наложение двух или более изображений, превращение одной вещи в другую, анимацию, видеоигру. Они могут организовывать информацию, визуально отображаемую в их зрительном воображении, и затем запоминать ее и использовать позже.

Визуализация – универсальный инструмент мышления детей с образным типом мышления. Использование анимации возможно для изучения любого предмета в школе. Но для развития навыков визуализации нужна хорошая память. Для развития визуальной памяти рекомендуется всего лишь смотреть на запоминаемый рисунок немного дольше, чем обычно.

Дети с образным мышлением ориентированы на восприятие пространства и видят в 3D. Их мир намного сложнее, чем плоские листы или страницы учебников в классе. Они способны визуализировать в трехмерном пространстве, создавая своеобразную «внутреннюю территорию» для изучения.

Время от времени, дети с образным мышлением способны не только видеть, но и чувствовать свой воображаемый мир. У них есть кинестетический ввод, перемещение в воображаемом пространстве, которое вызывают сокращения соответствующих мышц. Силверман призывает признать, наконец, ценность «способностей правого полушария» и обеспечить развитие их у всех детей, а не только с зрительно-пространственным типом мышления [3].

Специфика визуального или наглядно-образного мышления заключена в способности оперирования с двойственной реальностью понятия и образа. Образ выступает фактором внутренней организации сознания и, одновременно, выполняет функцию соединения индивидуального сознания с другим сознанием через коммуникативную деятельность.

Универсальные учебные действия формируют психологические способности обучающихся, в частности, в процессе освоения многих УУД развивается наглядно-образное мышление. В то же время, овладение многими УУД невозможно без развитого наглядно-образного мышления.

Вывод. Современная нейрофизиология не имеет четких доказательств того, что существуют фенотипические различия в силе лево-доминантных или право-доминантных сетей – оба полушария участвуют и в логическом и в творческом мышлении. Необходимо отказаться от разделения детей по этому признаку, так как его не существует. Не существует и однозначной связи образной формы мышления с возрастом – данный тип мышления формирует идеальный план мыслительной деятельности и у взрослого человека. Мышление органически связано с деятельностью. Специфика наглядно-образного мышления заключена в способности оперирования с двойственной реальностью понятия и образа – в реальном процессе мышления одновременно присутствует и «образная» и «понятийная» логика. Развитие наглядно-образного мышления школьников должно быть включено в учебный процесс, направленный на развитие универсальных учебных действий.

Список литературы:

1. Nielsen, J. An Evaluation of the Left-Brain vs. Right-Brain Hypothesis with Resting State Functional Connectivity Magnetic Resonance Imaging [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0071275 (дата обращения: 17.10.19)
2. Schlegel, A. Network structure and dynamics of the mental workspace [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.pnas.org/content/110/40/16277 (дата обращения: 26.10.19)
3. Silverman, L. K. Upside-Down Brilliance: The Visual-Spatial Learner Paperback / Silverman, L. K. – Driebergen, The Netherlands, 2002.
4. , K. Mind-reading with a brain scan [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.nature.com/news/2008/080305/full/news.2008.650.html  (дата обращения: 01.11.19)
5. Баулина М. Е. Нейропсихология: учеб. для вузов. – М. : ВЛАДОС, 2018. – 391 с.
6. Каку М. Будущее разума. – М. : Альпина нон-фикшн, 2017. – 502 с.
7. Козловский С. А. Психофизиологические механизмы сохранения зрительных образов в рабочей памяти: Автореф. дис. канд. псих. наук. – Москва, 2004. – 24 с.
8. Лубочников П. Г. Психологические механизмы развития образно-логического мышления субъекта в процессе когнитивной деятельности: Автореф. дис. канд. псих. наук. – Красноярск, 2004. – 22 с.
9.  А. Р. Основы нейропсихологии: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М. : Академия, 2003. – 384 с.
10. Николлс Д. От нейрона к мозгу / Д. Николлс, Р. Мартин, Б. Валлас, П. Фукс. – М. : Либроком, 2017. – 676 с.
11. Павлов И. П. Лекции о работе больших полушарий головного мозга. – М. : Либроком, 2010. – 294 с.
12. Подкопаев Д. А. Методика развития понятийно-образного мышления студентов с использованием мультимедиа технологий : Автореф. дис. канд. пед. наук. – Магнитогорск, 2009. – 23 с.
13.  И. М. Рефлексы головного мозга. – М. : АСТ, 2015. – 352 с.
14. Сиротюк А. Л. Психофизиологические основы обучения школьников: учеб. пособие. – М. : Сфера, 2007. – 224 с.
15.  Скворцов Д. Е. Образное мышление как предмет философско-антропологического анализа : Автореф. дис. канд. филос. наук. – Волгоград, 2015. – 31 с.
16. Холодная М. А. Психология интеллекта: Парадоксы исследования / М. А. Холодная. – 2-ое изд, перераб. и доп. СПб. : Питер, 2002. – 272 с.
17. Хомская Е. Д. Нейропсихология : учеб. для вузов. – СПб. : Питер, 2005. – 496 с.
18. Якиманская И. С. Возрастные и индивидуальные особенности образного мышления учащихся / И. С. Якиманская, В. С. Столетнев, И. Я. Каплунович и др.; Под ред. И. С. Якиманской. – М. : Педагогика, 1989. – 221 с